[发明专利]一种甲醛与正丁醇缩合生成三羟甲基丙烷的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，尤其涉及一种甲醛与正丁醇缩合生成三羟甲基丙烷的方法。

背景技术

三羟甲基丙烷(Trimethylolpropane，以下简称TMP)，是一种具有重要工业价值的三羟基醇，用于醇酸树脂涂料的生产，目前主要用于聚氨酯树脂的生产，另外还用于合成多官能团的丙烯酸酯。

制备TMP的主要原料为正丁醛、甲醛和氢氧化钠，采用交叉康尼查罗(Cannizzaro)缩合法进行生产，反应过程大致分为两个阶段，首先甲醛和正丁醛在强碱的催化下发生羟醛缩合，生成2，2-二羟甲基丁醛，然后在强碱的催化下，2，2-二羟甲基丁醛继续同甲醛发生康尼查罗反应，正丁醛被还原为三羟甲基丙烷，甲醛则被氧化为甲酸，经过程催化作用的烧碱中和，生成副产物甲酸钠。

在上述生产过程中，需要降低原料的消耗，提高三羟甲基丙烷成品的质量，降低污染物的产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种甲醛与正丁醇缩合生成三羟甲基丙烷的方法，能够降低原料的消耗，提高成品的品质。

本发明的技术方案为：一种甲醛与正丁醇缩合生成三羟甲基丙烷的方法，包括如下步骤：

A、使缩合釜中的甲醛溶液浓度达到9-14％后，向缩合釜中投入氢氧化钠，再投入正丁醇，投料完后，加入甲酸调节PH值到6-7.5，反应完成后从缩合釜中获得缩合液；

B、缩合液蒸发浓缩后获得蒸发浓缩液；

C、将蒸发浓缩液与溶剂混合进行萃取获得萃取相和萃余相；

D、萃取相经水洗后进行精馏获得三羟甲基丙烷成品。

所述缩合釜中的甲醛溶液温度为43～47℃时，向缩合釜投入氢氧化钠。

所述缩合釜的投料终温保持在50-52℃。

所述缩合液的蒸发采用四效蒸发方式进行，即缩合液进入第一蒸发器浓缩，经浓缩的一部分缩合液再进入第二蒸发器进一步浓缩，进一步浓缩的缩合液一部分再进入第三蒸发器浓缩，第三蒸发器浓缩出的部分缩合液进入第四蒸发器浓缩后获得蒸发浓缩液。

通过调节阀将第一蒸发器中35％～55％的浓缩液送入第二蒸发器，第二蒸发器中35％～55％的浓缩液送入第三蒸发器，第三蒸发器中35％～55％的浓缩液送入第四蒸发器，第四蒸发器中35％～55％的浓缩液采出。

所述缩合液的四效蒸发过程中，蒸汽从第四蒸发器进入后在第四蒸发器中与缩合液换热后再依次进入第三蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器分别与第三蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器中的缩合液换热。

所述蒸发浓缩液与溶剂混合萃取后的萃取相经过四级水洗萃取。

所述萃取相进行四级水洗萃取的方法为：

萃取相进入第一萃取槽与来自第二萃取槽的萃余相逆流萃取后，第一萃取槽的上层液体进入第二萃取槽与来自第三萃取槽的萃余相逆流萃取后，第二萃取槽的上层液体进入第三萃取槽与来自第四萃取槽的萃余相逆流萃取后，第三萃取槽的上层液体进入第四萃取槽与软水逆流萃取，第四萃取槽的上层液体用于精馏。

所述萃余相是甲酸钠母液。

所述萃取相精馏是通过多级精馏分离获得成品TMP。

所述萃取相进行精馏的方法为：

A、萃取相物料进入第一精馏塔进行精馏分离；

B、第一精馏塔塔底采出的物质进入第二精馏塔进行精馏分离；

C、第二精馏塔塔底采出的物质进入第四精馏塔进行精馏分离，塔顶物质进入第三精馏塔进行精馏分离；

D、第四精馏塔塔底采出的物质进入第五精馏塔进行精馏分离，从塔中采出成品三羟甲基丙烷；

E、第五精馏塔塔底采出的物质进入第六精馏塔进行精馏分离，从第六精馏塔塔顶采出的物质进入第四精馏塔再次精馏。

从所述第二精馏塔顶采出低沸点物质，所述低沸点物质经过第三精馏塔的真空精馏分离获得溶剂和用于制备双三羟的原料。

从所述第六精馏塔塔底采出的物质用于制备双三羟。

本发明的方法保证了正丁醛的反应完全，降低了生产成本，采用多级精馏，使TMP的品质得到了提高，同时也保证了副产品甲酸钠和双三羟的生产，减少了环境污染。

附图说明

图1是本发明的一种甲醛与正丁醇缩合生成三羟甲基丙烷的方法的流程图。

图2是本发明的蒸发的工艺流程图。

图3是本发明的萃取的工艺流程图。

图4是本发明的精馏的工艺流程图。

具体实施方式

一种甲醛与正丁醇缩合生成三羟甲基丙烷的方法，如图1所示，包括如下步骤：